用于光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)的級聯(lián)準Z源逆變器研究

【摘要】：摘要：由傳統(tǒng)化石能源發(fā)電帶來的能源危機和環(huán)境污染問題迫在眉睫,可再生能源發(fā)電的出現(xiàn)緩和了人類的燃眉之急,其中最具發(fā)展?jié)摿Φ墓夥l(fā)電備受關注,而逆變器作為整個光伏系統(tǒng)的核心部件一直是學術界研究的焦點。針對光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)中光伏電池利用率低、并網(wǎng)電流諧波含量高等問題,改進逆變器拓撲是行之有效的解決辦法。在已有的逆變器拓撲中,級聯(lián)準Z源逆變器拓撲具有優(yōu)越的性能,它結合了級聯(lián)多電平輸出和準Z源直通升壓的優(yōu)點,能提高光伏并網(wǎng)系統(tǒng)的發(fā)電效率和并網(wǎng)電能的質量。 論文以級聯(lián)準Z源逆變器為研究對象,并將其應用于光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng),在分析了基于級聯(lián)準Z源逆變器的光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)的結構以及工作機理后,根據(jù)電路結構以及控制目標提出了適用于該系統(tǒng)的主從控制策略。為實現(xiàn)系統(tǒng)的可靠穩(wěn)定高效運行,整個控制系統(tǒng)采用了多個閉環(huán)控制,包括光伏電池電壓輸入環(huán)、直流母線電壓環(huán)和并網(wǎng)電流環(huán),分別實現(xiàn)光伏電池板的最大功率點跟蹤、各級聯(lián)單元母線電壓的均衡和單位功率因素并網(wǎng),且在分析了各個閉環(huán)控制原理的基礎上對各控制環(huán)的調節(jié)器參數(shù)進行了設計。另外,對載波移相調制(C PS-SPWM)方法進行了改進,提出了針對于級聯(lián)準Z源逆變器拓撲的改進型載波移相調制,使得逆變器輸出多電平波形從而提高并網(wǎng)電能質量。 論文在MATLAB/SIMUlink環(huán)境下搭建了基于級聯(lián)準Z源逆變器的光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)仿真模型,并對不同仿真條件下的仿真結果進行對比分析,結果證明了論文的理論分析以及所提控制策略的正確性與有效性。圖86幅,表5個,參考文獻68篇。 【關鍵詞】：準Z源逆變器 級聯(lián)多電平 光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng) 載波移相調制
【學位授予單位】：中南大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2014
【分類號】：TM464
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-7
• 目錄7-9
• 1 緒論9-17
• 1.1 研究背景及意義9-10
• 1.2 國內外研究現(xiàn)狀10-16
• 1.2.1 光伏發(fā)電系統(tǒng)國內外研究現(xiàn)狀11-13
• 1.2.2 光伏并網(wǎng)逆變器國內外研究現(xiàn)狀13-16
• 1.3 論文主要工作及章節(jié)安排16-17
• 2 級聯(lián)準Z源逆變器分析17-36
• 2.1 準Z源逆變器17-30
• 2.1.1 工作原理17-20
• 2.1.2 準Z源阻抗網(wǎng)絡的建模及分析20-26
• 2.1.3 準Z源逆變器的控制26-30
• 2.2 級聯(lián)多電平技術30-33
• 2.2.1 級聯(lián)多電平逆變器的控制方法30-31
• 2.2.2 載波移相調制(CPS-SPWM)31-33
• 2.3 基于級聯(lián)準Z源逆變器的光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)33-35
• 2.3.1 級聯(lián)準Z源逆變器光伏發(fā)電系統(tǒng)結構33-34
• 2.3.2 工作機理分析34-35
• 2.4 本章小結35-36
• 3 基于級聯(lián)準Z源逆變器的光伏發(fā)電系統(tǒng)控制研究36-52
• 3.1 系統(tǒng)整體控制策略分析36-37
• 3.2 直流側控制研究37-46
• 3.2.1 MPPT控制算法37-39
• 3.2.2 光伏電池電壓控制39-44
• 3.2.3 直流母線電壓控制44-46
• 3.3 交流側控制研究46-51
• 3.3.1 并網(wǎng)電流控制46-50
• 3.3.2 調制策略50-51
• 3.4 本章小結51-52
• 4 基于級聯(lián)準Z源逆變器光伏發(fā)電系統(tǒng)的仿真實驗52-65
• 4.1 基于級聯(lián)準Z源逆變器的光伏發(fā)電系統(tǒng)仿真分析52-58
• 4.1.1 整體仿真模型52
• 4.1.2 光伏電池板仿真模型52-54
• 4.1.3 MPPT仿真模型54-55
• 4.1.4 準Z源逆變器仿真模型55-57
• 4.1.5 控制模塊仿真模型57-58
• 4.2 仿真結果分析58-64
• 4.2.1 相同輸入條件下仿真結果分析58-61
• 4.2.2 輸入變化條件下仿真結果分析61-64
• 4.3 本章小結64-65
• 5 結論與展望65-67
• 5.1 結論65
• 5.2 展望65-67
• 參考文獻67-72
• 攻讀學位期間主要的研究成果72-73
• 致謝73

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